自制小学科学道具

自制小学科学道具 第一章 新课程与自制教具 第一节 自制教具的意义 我们要进行自制教具的工作 那么我们先要对教具的基本特性有所了解 人们给教具做了如下的定义 教具是在教学过程中 具有教学特点 体现教育思想 教育目标 教学内容和教学方法的实物 模型等直观教学用器具以及实验训练器材 教具的功能就在于 一 抽象的概念形象化 二 启发思维 三 学生进行科学实验的物质条件 四 学生得到实验动手能力的训练 五 增强记忆 六 引导学生亲身体验 勇于实践 七 使学生体验宏观和微观世界 八 缩短时空界限 当我们对教具有所了解之后 就不难理解自制教具了 顾名思义 自制教具是教师和学生 利用简便易行的方法 就地取材 自己动手制 作的教具 自制教具在教具中占有很重要的位置 从改革教学方法的角度看 它会比一般教具 更有使用价值 国际上通常把自制教具称之为 无价 或 廉价 教具 这种称呼只指花钱 少 不是指教具本身的使用价值 国外教育界的人士 非旦不小看廉价教具 相反 还非常推崇它 广为提倡 许多关于廉价教具的国际研讨会都是做为教学原则和方法 的学术活动来进行的 可以毫不夸张地说 自制教具是教学过程中永恒的话题 自制教具首先具有教具的基本属性 其特点是制作方法简单易行 取材方便 贴进 教学 只有制作方法简单 不需要很多条件 才能容易掌握 只有取材方便 才在日 常生活中容易找到材料和工具 只有贴近教学 融入到教学过程当中 才能有生命力 动手自制教具 常出自以下两个原因 一个是教育教学的原因 一个是经济的原因 教育教学的原因在于为了实现教育目标改革教学方法 提高教学质量 在全面贯彻教 育方针加强素质教育的实践活动中 自制教具贴近各科教学活动 生动活泼不失为教 育改革中的一个 突破 这里我们可以把自制教具理解为在特别情况下的教学方式方 法 同时还可以理解成为教学过程中 获得知识 进行训练所采取的行动 支持这两 点的是教育思想 认识问题解决了就会看到自制教具的重要性 经济的原因有两点 一是教育经费紧张 没有钱买工业产品 只好自己做 另一点 是工业产品在设计制造时要考虑成本和工艺性的问题 往往做得很小 很紧凑 很复 杂 由于这些非教育性因素的影响 必然会淹没或削弱教学的直观性和实用性 因此 常常是工业品教具的教学效果 反而不如自制的好 还有些学校教师学生自行采集标 本 不需要用工业手段加工 自然也就省钱了 自制教具有宽广的领域 中小学自然科学教学中使用的教具比较多 自制教具也随 之多了一些 除了理科教具之外 还有很多学科如美术 音乐 体育 劳技 科技甚 至语文 外语等 都需要适当配备教具和设备 在这些学科中 确有一些自制品可以 代替工业产品 其他如特殊教育 职业技术教育 各种专业培训等等也都需要自制教 具 加上各级各类不同层次学科教学需求 由浅入深 由点到面 由低到高 可以说 自制教具有向广度深入发展的广阔前景 自制教具有很强的针对性 一般都是针对教学的重点 难点进行研究制作教具 在 弥补工业产品品种数量之不足 扩大学生动手使用教具的机会 强化动手能力的培养 改革教学方法 提高学习的积极性等方面 也都需要有针对性和选择性 自制教具有很强的灵活性 从设计构思到具体制作 都由作者自行创意筹划 制作 过程中也可以停下来修改 从使用角度看 可以在课堂上边讲边做 也可以利用课余 时间制作 更可以和其他相关课题结合起来 灵活性还表现在同一课题可以有许多不 同表达形式 以适灵活的教学方法 这是工业品无法比拟的 综上所述 自制教具是教师和学生 为了改进教学方法 就地取材 自己制作的教 具 广大教师和学生参与制作 使用自制教具的活动 称为自制教具活动 第二节 自制教具的作用 自制教具在教学过程中发挥的作用是多方面的 归纳起来有以下几点 一 自制教具在改革教学方法中有独特功效 同一种教学内容可能有多种讲授方法 教师在深入钻研教材的基础上 上课前就要 选定自己的教学方法 当然 每一位教师都希望自己的教学方法是成功的 起码是有 效的 这种成功和有效不但表现在把有关知识传授给学生 还应该在打好基础 提高 素质 培养能力 发展个性等方而有所建树 在上述许多方而 自制教具至少可以有以下作用 一 教学方法得心应手 运用自己做的教具 针对性强 容易在最需要使用教具的 时候 发挥它的作用 加以口头启发 道理讲得清楚 学生容易理解 二 培养创新精神和科技意识 自制教具的设计是应用科技知识与教学经验进行创 造性的活动 任何一件教具的设计都要有一番思考 然后出现创意 构思和设计 只 要不是单纯模仿 必然会有所创新 这种创新的实践过程饱含着制做者的创新精神 同时 由于教具的创作和使用过程 必然涉及科学知识与生产技术 在创造性思维 物化的过程中 对人的科技意识会起到强化作用 三 师生动手制作能力得到锻炼 师生参与 实际动手制作教具 从选材到加工乃 至试验 由粗到精 由不满意到满意 由失败到成功 多次反复 在这个过程中 师 生的动手能力自然会得到锻炼 四 培养敬业精神 教师自制教具是很辛苦的事情 这就首先要有敬业精神 有目 标 有追求 苦心钻研 克服困难 精益求精 这种自制教具的过程是对教师敬业精 神的磨练 学生参与制作 哪怕很简单的作品 也会不同程度的凝结他们的心血 加 上互相比较 看谁作得更好一些 无形中会激起他们的上进之心 五 尊重科学技术 尊重他人的劳动成果 养成爱护教具 从教具中学习知识的好 习惯 教具凝结科技知识和作者的劳动 只有参与制作的人 才能有这种体会 学生 自己动手制作出来的东西 自然会倍加爱护 久而久之 会养成尊重科技成果 尊重 他人劳动的好思想 好习惯 归结起来 自制教具不但对提高教学质量有好处 对教学方法的改革和人的素质培 养也有好处 这就要求我们从改革 创新 质量 素质培养的高度来看待自制教具的 积极作用 二 节省开支 自制教具的特点之一就是不花钱 少花钱 利用工业边角料和日常生活用废旧物品 制作或改制成有用的教具 自然就会成为低成本教具或称为廉价教具 在教育经费不 足的情况下 可以弥补教具经费之不足 初步统计 在 1000 种中小学教学仪器 模型 标本 挂图中 能自制的就有 430 多种 小学科学教具中 按品种计算 可自制的不少于三分之一 按件数计算 包括演 示和分组实验两个方面 不少于二分之一 这种节省开支的情况 对我国的贫困地区的 教育事业来说 更具有现实意义 就是经济发达地区 因为自制教具往往要比购买的 教具既实惠 又省钱 仍然受到青睐 三 教具的必要补充 国家教育部颁布的 教学仪器配备目录 所列品种都是最基本的 不同层次的最低 限度要求 很显然 光靠这些品种是不够的 还要由学校通过自制 自配的办法去补 充 完善 否则很难达到教育目标 完成教学计划 有些教具虽然在教学中处在很重要的位置 但几乎不可能指望工业生产的成品供应 在这种情况下 只有自制 例如 栽培植物 饲养小动物 采集花草 捕捉昆虫 捕 捞水生生物 收集岩石矿物标本 挑选种子 解剖鱼蛙等 都是利用天然物 经过加 工 做成标本使用的 有些挂图卡片 幻灯片 录音带 录像片 甚至计算机软件是教师自己拍摄和编制 的 有些课程内容采用课堂上边讲边做 边讲边用的教学方法会取得更好的效果 如用 纸折叠成 纸桥 改善承重状况 用一张纸在教室里就可以做实验 小学低年级认识数 字 数数 虽然可以花钱买计数棒 计算卡片 但是 毕竟要花一点钱 我们可以用 很多生活用品来代替它 如塑料吸管 瓶盖等等 语文教师教作文课时 让每个孩子 都从家里拿来一张小时候的照片 启发学生观察照片 互相观看 讨论一番 然后启 发学生写出一段生活经历 构成短文 这时候 照片就成了教具 四 提供发展教具的基础 广大教师参与自制教具 其中有一部分优秀作品 具有推广价值 这时 只要进一 步完善设计 通过工业生产 就能在更大范围得到推广 自制教具就成为产生新教具 的丰厚土壤和发展源泉 历史上流传至今的教具 多从自制开始 中外现代教具生产 厂 也都非常重视吸收教师自制教具的优秀作品 来用各种方法加以鼓励 支持 教 师们也愿意把自己的聪明才智得到社会上肯定和广为利用 可以说教具的发展有着广 大深厚的群众基础 这个基础的主要表现形式之一就是自制教具 第三节 自制教具的设计 自制教具的设计是核心问题 是关键 有了好的构思 设计方案 再动手制作就不 难了 自制教具是在创造性思维基础上产生的 就设计而言 一般创造性思维具有以下特 性 一 独创性 前人所没有的 未曾出现的大租设想 二 推理性 按着逻辑推理 分析 找出规律 暴露矛盾 三 多向性 从不同角度出发 采用不同方法 反向思维 四 综合性 把各种相关特长综合起来 寻求最佳方案 自制教具的设计 既然是应用科学技术知识与教学经验结合起来的创造性活动 那 么它也应该遵从一般设计方法中的共性 在上述思维特性的基础 就其思维方法而言 影响设计或是在设计中起作用的有三种思维方法 一 直觉思维法 包括灵感 灵机一动 诸葛亮会 师生讨论 观摩教学 专家预 测 咨询等等方式 二 推理思维法 包括改动 增添 删减 方位变化 材料变化 程序变化 功能 变化 结构优化 系统化及系统否定 简化 综合等等 三 联想创造法 包括相似类比 抽象类比 仿生 借用 组合 集优等 在上述设计思维规律的基础上 自制教具有它自己的设计思路 下面介绍一幅思路 图供参考 自制教具的设计思路 在构思设计自制教具时 我们还必须综合考虑以下几点原则 一 教育性原则 主要应体现正确的教育思想 教育目标和教育内容 在教育方法方面 还应体现启 发式教学 二 科学性原则 主要体现科学原理 法则 即使是很粗浅的道理和知识 也不应该违背科学原则 三 简易性原则 主要是指自制教具结构简单 制作方法简单 就地取材 因陋就简 操作简单 保 管方便 切忌为了追求声 光 电效果和数字显示效果 把教具复杂化 四 直观性原则 主要是形体尽可能大一些 重点观察部位要能看得清楚 演示和实验的现象明显 层次分明 五 实用性原则 主要是有针对性 做以致用 不要追求形式 为自制而自制 六 参与性原则 教师与学生要亲自动手 自己砍柴有双重温暖 学生积极参与制作 除了得到知识 以外 还有综合性的教学效果 以上原则要结合起来运用 我们不能要求每一种自制教具都完全符合上面的原则 一般说来 一个设计不可能面面俱到 样样都符合设计要求 下面我们摘引 教具的活用技术 日 大隅纪和著 刘济昌译 另一段关于设计自制 教具的原则的论述 一 做大一些 Large scale 二 使用信手可得的材料 Easy available materials 三 结构简单 simple mechanism 四 能进行鲜明的演示 Splendent presentation 五 教育目标恰当 Objective reasonable 六 做好一点 Nice looking 把这些原则的英文字头连起来 正好是 Lesson 当然 这是字母的巧合 但是 它作为经过长期合作的同行们的口号 的确很好记 很合适 在确定设计自制教具原则的同时 还应该明确地指出 有些东西不适合自制 有些 材料不宜用来自制教具 举例如下 测量仪器 由于教师手里没有合适的机器设备 保证不了仪器的精密度 特别是表 头表芯部分 一般不要自制 计量用度 量 衡仪器 度 量 衡器具需要符合计量标准 一般学校没有制作条 件 但是 卡尺 千分尺 天平的模型不在此限 玻璃瓶的容器用标准的容量标定之 后也可以在学佼范围内使用 显微镜 一般的学校缺少专用工具 不能自己制造和维修光学显微镜 为了保证安全 不宜直接使用带有微量放射线的荧光材料 水银 火药 含铅量多 的粘土 农药 没有进行进行磨边处理的玻璃片等等也不宜使用 不要让学生直接处理会引起过敏的植物 有毒的鱼类 不要捕杀珍奇的鸟类作标本 为自制教具而搜集的日常生活用品应该是清洁的 不要使用发霉 变质的东西 不 要使用印有不健康图案的纸片 不要使用避孕器材作教具 厚度不均匀的玻璃瓶 塑料容器不宜设计成加热容器 自制教具的电压都应控制在安全电压范同之内 第四节 自制教具的制作 在我们讨论设计原则之后 接下来就是如何制作的问题 制作教具主观上要求制作 者能够使用工具 真刀真枪 地加工 组装 测试 客观上要有合适的材料 工具以及 工作环境 这方面的条件缺一不可 由于自制教具的种类很多 形态结构各异 使用的材料和工艺方法也各不同 几乎 每个教具都有它的个性 但综合起来 还是可以找出共性的东西 总结出可供参考的 规律 自制教具的设计与制作和新产品的研究开发一样 应该遵守下列步骤 一 明确制作目的 可以参考前一节的设计思路图表 把制作目的搞明确 尽可能 地具体回答为什么要自制 做什么样子的 达到什么目的 二 明确制作要领 主要是弄清必要的结构 工艺方法 了解现有制作条件 三 确定工作顺序和操作顺序 四 先用简易材料 如纸板 包装材料 乙烯板 玻璃片 三合板 铁板等 做成 毛 样 看一看自己的设计是否合理 如能在实际中试用几次就更好 五 改进不足之处 或重新提出设计方案 六 使用设计好的方案和样品 选用好用的材料试制 七 在课堂上试用 看一看实际效果 包括能否有足够的重复性 八 开始制作成品 做好之后 及时投入使用 看一看效果到底怎样 九 涂装 画出标志 或指示部位 十 写说明书 其中包括使用方法 维修管理 关键的地方要写清楚 务必使他人 看得明白 简单地表述制作过程 立意 准备条件 加工和检查 试用或实验 修饰和说明 成品 这些制作过程看起来比较复杂 但我们要成功地制作出一种教具 就必需按照上面 的步骤去考虑和实施 当然 由于教具的品种不同 具体的程序会有些变化 如果已 经有了比较成熟的样品 依样复制这种制作过程就比较简单了 由于自制教具的材料和加工手段并不那么顺手 有时会出现找到什么材料就用什么 有什么工具就用什么工具 谈不到 规范 标准 制作过程也有很大的随意性 边做 边改 不好用再返工 手工作坊式 的作业 恐怕是免不掉的 这是自制教具 就地取材 因陋就简 的特点所决定的 尽管住自制教具中存在着不规范的特殊性 我们还是要学会掌握它的制作规律 这 样第一可以尽可能地减少盲目性 把自制教具的过程多赋予一些理性的思维和指导 第二是对制作者的一种锻炼和修养 也只有这样才能增长才干 巩固积极性 自制教具的基本功存于 能使用工具 动手操作 也就是 会干 这对多数教师来 讲并不是那么容易的事情 因为没有机会接受加工工艺的训练 最近在师范教育中开 始注意了这方面的培养 在职教师要自觉地逐渐地练习 力求掌握一些简单加工的本 事 这是动手能力的锻炼 只有教师会动手制作一些东西 才能有兴趣 有条件去指 导学生 培养学生的创新精神和动手能力 有些教具是在课堂上随堂使用纸板 塑料板 木条等简易材料 很快就能做完的 这类教具一般要求教师在上课之前有所准备 先试一试是否可行 做到胸有成竹 到 课堂上 教师的任务就不是忙着自己动手制作 而是把精力放在如何指导学生做 并 把制作使用与课程内容怎样结合起来 怎样启发 怎样引起兴趣 怎样评价上面去 第五节 自制教具的使用 自制教具贵在使用 做就是为了使用 使用是自制教具的生命力所在 许多教师 注意到了这一点 在使用中发现有什么不合适的地方 加以改进 使之不断完善 直 到满意为止 持有这种追求精神的教师 不但在教具改革上能够做出成绩 同时还从 制做过程中受到缎炼 增长才干 在精神上获得很大的乐趣 几乎每个省 市 区甚 至一个县 都能找到精于此道的教师 人称 自制教具能手 从他们 入迷 深入钻研的 精神和行为表现上 又常被大家送上一个 教具迷 的雅号 但是 并不是每一位教师都了解自制教具的重要性 都那么积极主动 不少人员是 在上级动员下 才动手做教具 有的是为了响应号召 在很短时间里突击做了一些 过后并不去使用 更谈不到改善了 加上管理不善 最终导致废弃 还有的学校为使 教学仪器设备达标 赶制了一些教具 检查过后 束之高阁 发挥不了什么作用 有 了教具不愿使用的原因 大体上有以下几种 一 不好用 如演示效果不好 操作不方便 过于粗糙 容易损坏等等 二 不会用 教师没有真正掌握教具的原理和使用方法 拿到手上不会使用 无法发挥教具的作 用 教师简单地提出让学生做一件教具 目标 用途 方法都不明确 学生往往不会 做 让家长代劳 当作任务来完成 学生当然不会使用 还有些教具是在特定的教学内容下 制做出来的 如果和当堂教学内容联系的不密 切 既或拿到课堂上 也派不上用场 三 不愿用 由于使用教具毕竟要多花一些精力 费一些事 容易使人感到麻烦 怕费事的心理 是比较普遍的 所以不愿使用 还有的教师怕使用不好 在课堂上 出差错 顾虑重重 因此不愿使用 有的教师 过于自信 只相信自己口述和板书 喜欢 光说不练 少数是因为别人做的 自己不愿使用 以上种种情形都不利于教具的使用和发展 是应当避免的 我们要鼓励教师们积极 主动 大胆地使用教具 也鼓励学生都来使用教具 在使用 中提高教学效果 发展积极探究和动手操作的能力 下面 我们讨论使用自制教具的基本方法 一 吃透教具的性能和用途 这是使用教具的先决条件 这里包括吃透教材内容 教具在课程中的信息位置 教 具本身的结构 功能和操作方法 使用时所需要的环境和配合条件等等 学生在使用教具时 更应注意不要以为反正是教师给准备好了的 不会有问题 拿 起来就用 其实 使用教具之前 要让学生先大体了解它的结构 功能 使用方法 然后再实际操作 二 做好准备 使教具处于完好状态 避免 现用现抓 仓促上阵 把各个部位都动一一动 看看 使用效果 备好物料 选好使用条件 水 电 照明 支架 加热器皿等 做学生分 组实验 要多备几份 需要学生自己准备的东西要早打招呼 使学生有所准备 采集 的物品要泣意保鲜 尽可能地加一些工 把重点突出出来 三 人人都有机会 因为是自制教具 成本不高 容易复制 要尽可能多做几个 让师生都有动手使用 的机会 有些随堂制作的简易教具 必须人人动手 在课程设置上 分学科课程和活动课程 在活动课中 强调全员参与 因此 自制 教具要满足这一基本要求 四 先示范后分组实验 自制教具的使用 一般是先由教帅或一 二名学生做示范 示范当中穿插着讲解 这样做第一是使学生了解面前的教具 知道怎样使用它 第二是知道为什么使用它 第三增强学习的兴趣与信心 当由学生动手使用时 不要 亦步亦趋 要鼓励学生大胆创新 或在使用方法上有 所改动 或把原有的教具适当改动 那怕是不小心弄坏了 也不要责难学生 教师要 耐心地帮助学生分析 找出原因 鼓励学生再做一次 五 与实地考察相结合 中小学生的活动范围有限 接触大自然和生产活动的机会很少 有意识地组织他们进 行实地考察很有好处 这样 教具就常由大自然 生产劳动的现成的东西所代替 教 师可以选取一些内容 让学生注意观察 有动手的机会就更好 例如 在学习 花 的构造时 组织学生到田野里看花 学生会很感兴趣 这时教师 如果能拿出一付可拆式桃花模型加以对比讲解 学生会很轻松地掌握花的构造 农村 的孩子可以到田里看到庄稼生长的全过程 由感性上升到理性 把司空见惯的事物 从特征 变化 条件 规律等方面去观察 考察对培养学习初始的科学方法是很有益 处的 大自然是最好的教具 大自然是最好的实验室 大自然是使用自制教具的首选对 象 六 作品展示 师生自制的教具水平不一 把教具展示出来供大家观察 一可以互相观摩 评头品 足 一番 激发创新精神 二可以较长时间观察 增强印象 特别是学生自己动手做同 一个题目的教具 展示的可比性极强 调动积极性的作用极大 七 课内外相结合 有些教具的使用时间要长一些 如观察气象的器具 要天天使用 课内学会使用方 法 以后就由学生课外观察记录 课外使用的教具要有专人负责管理 最好由学生自 己管理 一般说来工具型的教具都有可能在课外使用 这种管理既可以保证不散失 也可以训练学生管理能力 在谈自制教具的使用时 我们应该特别强调 活用 一件教具既能突出说明一 两 个问题 也能傍及若干其他方面的学问 教师要充分利用这个 立体教材 形象化的 教材 多向学生传递一些信息 这种信息是形象化了的生动的 会让学生很自然地懂 得更多的知识 如教师组织学生做纸质飞机时 顺势可以讲一点关于纸张的知识 讲 一点怎样知道空气有浮力与怎样利用浮力的知识 同一个教具 会有好几种使用方法 自制的教具 这种灵活性更突出 事实上身边 很多东西中以当做教具来使用 活用教具是教学方法改革的重要方面 第六节 自制教具的评价 怎样评价一件自制教具是很现实的问题 几乎每件教具的创作者 都非常重视自己 的作品 都能说出许多不同的好处和特点 这谓之主观评价 但是最终的评价应该是 客观的 是以实践结果的优劣成败为依据 评价一件教具的要素很多 科学性 教育性 直观性 实用性 简易性 趣味性 必要性 安全性 参与性 工艺性 可重复性等等 都有一定影响 在诸多因素中 我们应该选择主要的 起决定作用的几个因素作为评价的根据 其他作为辅助性的要 素 只作参考 否则很难客观地反映其优势 评价一件教具的层次 角度是不同的 儿童年龄区别 教育教学内容区别 环境条件 教师与学生的区别 自制与改制 物理加工与自然物的利用 新技术与传统工艺 等等 构成了教具评价的不同条件 我们同样要抓住主要的条件作为评价的依据 不能以次要条件代替主要条件 并且注 意在同等条件下加以评价 如学生做的与教师做的不同 低年级学生做的与高年级的 不同 完全自己创制的与仿制的不同 为解决教学难点而做的与可有可无的不同 在 改革教学方法上有所突破 有所见树与重复旧法不同等等 都应加以区别 当然 我 们应该更多地鼓励前者 而不是后者 鉴于上述情况 国家教委在历次教具评比时都 提出一个最基本的评选条件 这个评选条件代表着最基本的要求 它是指导各地区评 价教具作品的重要依据 虽然这个评选条件随着时代不同会有所侧重 有些变化 但 从历届自制教具评选结果看 它可做为评价的基础 评价条件 一 符合科学原理 能够满足教学内容的要求 有助于改进教学方法和解决教学中 的难点 重点 有助于开展学科实验和科技实践活动 二 取材容易 便于自制 结构简单 造价低廉 便于操作 造形美观 安全 可 靠 坚固耐用 三 演示仪器造形生动 可见性好 分组实验仪器和器材对学生理解知识 训练技 能有较大帮助 便于生自己动手创作 有利于增强实验动手能力 注 以上是国家教委自制教具评选条件的基础上略有增改 有了基本要求之后 从纵向分出不同层次 横向分出不同学科 把三项基本条件分解 成为若干个小项目 分别作出比较具体的说明 再化解为不同份额的得分点 形成一 个量化了的评分系列 也就是通常所说的 评估体系 这种评估体系要在多次反复使 用中才能完善 并且随着不同时期 不同要求将会有所变化 评估体系的建立是使自制教具评选走向规范化的一项 基本建设 运用这一评价工 具 将会促进自制教具活动健康发展 目前 国际问尚没有这种评价工具可供借鉴 国内也只是个别地方在进行探索 可以 说这是一项很有意义的教育科学研究工作 我们应以创新精神 科研方法 勇于实践 逐步建立这个非常重要评价体系 第二章自制教具的常用材料和工具 自制教具的材料一是成材 二是取材于社会生活遗弃物和工厂下角料 按分类大体可 分自制教具的主要材料 地方物色材料 辅助材料和其它废旧材料等四大类 本章将 对这四大类材料进行介绍 第一节 自制教具的主要材料 自制教具的主要材料大体可分为金属材料 木材料 玻璃材料 纸材料和塑料材料等 一 金属材料 金属材料分板材 管材 型材和丝材 一 钢板材 钢板材分